Studijní obor Výpočetní technika a informatika 2001/2002

Studijní obor Výpočetní technika a informatika 2001/2002 Magisterský a bakalářský studijní program ELEKTROTECHIKA A INFORMATIKA Vysoké učení technické v Brně Fakulta elektrotechniky a informatiky Zpracoval: Ing. Miloš Eysselt, CSc. Tento informační materiál neprošel jazykovou úpravou. Tento informační materiál je určen pro vnitřní využití. Ústav informatiky a výpočetní techniky, 2001

Obsah 1. Charakteristika studijního oboru Výpočetní technika a informatika. 3 2. Ústav informatiky a výpočetní techniky. 4 3. Studijní programy a studijní plány na oboru Výpočetní technika a informatika... 6 3.1. Magisterský studijní program. 6 3.1.1. Profil absolventa oboru Výpočetní technika a informatika. 6 3.1.2. Magisterský studijní plán. 6 3.1.3. Modelová studijní zaměření na oboru VTI. 7 3.1.4. Studijní plán na 1. stupni. 9 3.1.5. Studijní plán na 2. stupni magisterského studijního programu VTI. 11 3.1.6. Popisy předmětů. 14 3.1.6.1. Předměty 1. stupně na oboru VTI zajišťované pedagogy z ÚIVT. 14 3.1.6.2. Povinné předměty na 2. stupni oboru VTI. 15 3.1.6.3. Volitelné předměty na 2. stupni oboru VTI. 17 3.1.6.4. Doporučené technické předměty 2. stupně, které bezprostředně podporují studium na oboru VTI. 21 3.1.6.5. Předměty, které nebudou v akademickém roce 2001/2002 nabízeny. 22 3.1.7. Obsah státní závěrečné zkoušky. 23 3.1.8. Podmínky postupu ve studiu. 23 3.1.9. Návaznost na další typy studijních programů. 24 3.2. Bakalářský studijní program. 25 3.2.1. Studijní plán na 2. stupni bakalářského studijního programu VTI. 25 3.2.2. Popisy předmětů. 27 3.2.3. Obsah státní závěrečné zkoušky. 27 3.2.4. Podmínky postupu ve studiu. 28 3.2.5. Návaznost na další typy studijních programů. 29 4. Zahraniční pobyty studentů oboru VTI. 29 5. Vznik Fakulty informačních technologií Vysokého učení technického v Brně. 31 6. Příloha: Výňatek ze směrnice děkana. 32 2

1. Charakteristika studijního oboru Výpočetní technika a informatika Téměř každá oblast našeho denního života je v současnosti ovlivňována informačními technologiemi. Revoluce ve zpracování informací způsobuje přinejmenším takovou změnu životního stylu, jako ve své době způsobila revoluce průmyslová. Při této změně je více pracovních míst pro odborníky na informační technologie, než osob s potřebnými znalostmi a zručnostmi, které by je zaplnily. Očekává se, že tomu tak bude i nadále. V této oblasti také probíhá aktivní výzkum a vývoj, a proto je i značná potřeba odborníků, kteří budou pracovat ve výzkumu a vývoji nových systémů pro informační technologie. Ocenění kvalifikace všech takových odborníků je velmi výrazné jak prestižně, tak i finančně. Obor Výpočetní technika a informatika (VTI) je technickým oborem, který zahrnuje oblast technického a programového vybavení systémů s počítači. Technické a programové vybavení jsou zde chápána jako vzájemně se podporující komponenty systémů s počítači, jejichž vývoj a provozování má řadu společných rysů. Obsahem oboru jsou jak teoretická informatika a teoretické základy výpočetní techniky, tak jejich praktické aplikace při analýze, specifikaci, návrhu, provozování a údržbě počítačových systémů, počítačových sítí, zařízení pro přípravu dat a přenosových zařízení, a dalších aplikací s počítači. Informační technologie se člení na oblasti, které lze studovat na oboru VTI. Zmíníme se jen o těch, které považujeme za nejdůležitější: Systémové a aplikační programování je oblastí, která vyžaduje kromě odborné znalosti informatiky a výpočetní techniky i znalost některých částí matematiky. Odborník v této oblasti se zabývá návrhem a implementací programového vybavení počítačů. Oblast, která prodělala v nedávné době dramatický růst, zahrnuje technické prostředky, tj. výpočetní techniku a počítačové sítě. Revoluční změny v technologii počítačů (integrované obvody VLSI) umožňují levnou a rychlou realizaci navrženého systému. Mikroprocesory a jiné čipy pronikly prakticky do každé oblasti průmyslu a sdělování. To vytváří zvýšenou potřebu pro specialisty se znalostmi počítačových systémů a architektur. Využívání mezinárodní sítě Internet se stává každodenní potřebou všech. Další oblastí, ve které je v současnosti vysoká poptávka po schopných pracovnících, jsou informační systémy. Výchova pro takové pracovní zařazení vyžaduje spojení znalostí z informačních a databázových systémů a technologií se znalostmi z podnikového managementu. Tyto znalosti lze získat např. doplněním předmětů oboru VTI předměty z nabídky oboru Elektrotechnická výroba a management. Jinou možností uplatnění je místo systémového integrátora. Firmy dodávající výpočetní techniku, počítačové sítě a programy poskytují koncovým uživatelům ve stále větší míře komplexní služby od funkční a datové analýzy, návrhu informačního systému, přes výběr technických a programových produktů až po údržbu systému během jeho života. Odborníci, kteří mají znalosti jak z oblasti programového, tak technického vybavení, najdou dobré uplatnění. Aplikace výpočetní techniky v řadě disciplín jsou tak významné, že mohou vyžadovat spojení znalostí z výpočetní techniky a informatiky a jiného oboru. Např. v lékařství, kde se počítače používají ke zpracování a vyhodnocování signálů a snímků, k diagnóze a terapii, ke zpracování agend, apod. Obor VTI lze proto absolvovat za podpory předmětů z jiných oborů se zaměřením na biomedicínské inženýrství. Lze říci, že všechny hlavní oblasti poptávky po odbornících výpočetní techniky a informatiky jsou reflektovány v modelových zaměřeních studia nabízených Ústavem informatiky a výpočetní techniky za podpory vybraných předmětů z ostatních ústavů Fakulty elektrotechniky a informatiky. Na rozdíl od podobného studijního oboru na vysokých školách klasického universitního typu je náš absolvent orientován na samostatné řešení problémů dovedených do praktických a spolehlivých aplikací, a to i aplikací v oblasti technických prostředků. Mezinárodní organizace inženýrů IEEE v roce 1996 definovala nové studijní zaměření na inženýrství systémů založených na počítačích (Engineering of Computer-Based Systems). Studijní plán oboru VTI je slučitelný s tímto nově koncipovaným a světově uznávaným vzdělávacím programem elektrotechnických inženýrů. Podobné zaměření, které poskytuje vzdělání v celé šíři informačních technologií, nelze v současné době získat na vysokých školách klasického universitního typu. Obor VTI na FEI VUT v Brně pokrývá jako jediný v Brně celý rozsah základů informačních technologií, tj. včetně technického (hardware) a programového (software) vybavení počítačů. Kromě širokého přehledového studia dovoluje samozřejmě i individuální volbu zaměření studia. Garantem oboru VTI na FEI VUT v Brně je Ústav informatiky a výpočetní techniky. 3

2. Ústav informatiky a výpočetní techniky Ústav informatiky a výpočetní techniky FEI VUT v Brně Božetěchova 2, CZ - 612 66 Brno Vedoucí ústavu Zástupce vedoucího ústavu Zástupce vedoucího, a studijní poradce Ústav informatiky a výpočetní techniky (ÚIVT) vznikl na Fakultě elektrotechnické VUT v Brně v roce 1964 pod názvem Katedra samočinných počítačů. Do roku 1990 byl veden Prof. Ing. Janem Blatným, DrSc., a v letech 1990 až 1996 Prof. Ing. Václavem Dvořákem, DrSc. Vznik a další vývoj ústavu souvisel s dynamicky se rozvíjející oblastí výpočetní techniky a jejími aplikacemi, souhrnně nazývanými informatikou. Rostoucí požadavky na odborníky v těchto oborech ze všech odvětví hospodářství, obchodu, finančního sektoru i státní správy určovaly rozsah a zaměření výuky, výzkumných úkolů i společných projektů, a také ovlivňovaly růst počtu studentů a pracovníků ústavu. ÚIVT určoval náplň a profilové předměty studijního oboru Samočinné počítače, později od roku 1973 oboru Elektronické počítače, a konečně od roku 1990 oboru Výpočetní technika a informatika. V současné době zajišťuje ústav výchovu odborníků s kvalifikací bakalář a inženýr v oboru Výpočetní technika a informatika, a doktorů ve vědním oboru 26-17-9 Kybernetika a informatika. Vedle výchovy odborníků s potřebnými znalostmi technických i programových prostředků se pedagogové ústavu účastní řešení vědeckých a výzkumných projektů základního i aplikovaného výzkumu. Součástí ÚIVT je výukové výpočetní středisko, které technicky zajišťuje provoz výpočetní techniky a počítačové sítě ústavu. Zde probíhá praktická výuka předmětů souvisejících s užitím výpočetní techniky. Výukové výpočetní středisko také plní celofakultní úkoly v oblasti rozvoje informačních systémů a počítačových sítí, a ve výukovém výpočetním středisku jsou také učebny přístupné všem studentům FEI VUT v Brně. Pedagogický sbor ústavu tvoří v současnosti 24 pedagogové, z toho je 5 profesorů a 10 docentů. Řada z nich má zkušenosti ze studijních a přednáškových pobytů na zahraničních technických universitách, někteří jsou autory nebo spoluautory celostátních vysokoškolských učebnic. Kromě pedagogů ÚIVT se na výuce předmětů ústavu podílejí i studenti doktorského studijního programu. V současné době aktivně studuje na ústavu 30 interních doktorandů. Všichni pedagogové a doktorandi, a také techničtí pracovníci ústavu, jsou zapojeni do vědecké a výzkumné činnosti. V současnosti existují na ústavu výzkumné skupiny, zaměřené na výzkum v těchto oblastech: * Skupina Architektura počítačů se zabývá výzkumem technik systémů založených na počítačích, paralelními a distribuovanými systémy apod. * Skupina Grafika a multimédia se zabývá budováním a rozvojem multimediální laboratoře, výzkumem metod vizualizace, virtuální reality apod. * Skupina Informační systémy se zabývá výzkumem v oblasti datového modelování, objektověorientovaných databázových technologií, získáváním znalostí z databází, efektivních přístupových metod, bezpečností informačních systémů, apod. * Skupina Inteligentní systémy se zabývá výzkumem zpracování přirozeného jazyka, výzkumem počítačového vidění a výzkumem neuronových sítí. * Skupina Modelování a simulace systémů se zabývá výzkumem metod specifikace systémů, formálních modelů systémů, simulačních metod a prostředků apod. * Skupina Vysoce náročné výpočty se zabývá výzkumem výstavby dynamických matematických modelů, numerických integračních metod zajišťujících přesnost a stabilitu, programováním transputerových systelefon: +5 4114 1139 fax: +5 4114 1270 e-mail: uivt@fee.vutbr.cz adresa zaměstnanců a doktorandů: prijmeni@dcse.fee.vutbr.cz WWW: http://www.fee.vutbr.cz/uivt/ Prof. Ing. Tomáš Hruška, CSc. Doc. Ing. Jaroslav Zendulka, CSc. Ing. Miloš Eysselt, CSc. 4

témů, paralelním programováním s využitím knihovny MPI, grafickým uživatelským rozhraním v jazyce Java, apod. * Výzkumná skupina Petriho sítí se zabývá výzkumem objektově-orientovaných Petriho sítí (OOPN), Petriho sítí s časovými rozšířeními, aplikací temporální logiky pro Petriho sítě, výzkumem metod analýzy Petriho sítí, vývojem podpůrných prostředků a systémů pro OOPN a jejich aplikacemi. Kromě doktorandů jsou do činnosti výzkumných skupin zapojováni také studenti, a to jak při řešení ročníkových projektů a diplomových prací, tak i v rámci tvůrčí činnosti studentů. Výzkumné skupiny řeší projekty různých grantových agentur, jsou zapojeny do spolupráce s akademickými a mimoakademickými pracovišti v České republice i v zahraničí. Technické vybavení ÚIVT zahrnuje řadu počítačových a specializovaných laboratoří, které jsou využívány jak ve výuce, tak při řešení výzkumných úkolů. Laboratoře volně přístupné studentům jsou umístěny ve Výukovém výpočetním středisku. Jde především o tři obecně zaměřené laboratoře osobních počítačů, tři laboratoře grafiky a multimédií, a laboratoř pracovních stanic Sun. Kromě těchto laboratoří, ve kterých probíhá z velké části rozvrhovaná výuka, mohou studenti volně využívat Fakultní internetovou studovnu se 42 osobními počítači. Další specializované laboratoře ÚIVT zahrnují laboratoř virtuální reality se 3D scannerem Minolta Vivid 700, grafické pracoviště pro digitální zpracování obrazu a zvuku, návrhové pracoviště pro FPGA Xilinx, pracoviště pro vývoj systémů s architekturou FieldBus CANalyzer, vývojové pracoviště s kartami Motorola M68HC11, vývojové pracoviště pro mikroprocesory MC68020, M68332 a signálové procesory DSP 5600 a laboratoř mikropočítačových systémů Fujitsu MB90F543, a modernizovanou laboratoř periférních zařízení (scanner HP ScanJet 5300 USB, plotter HP DesignJet 488CA, tablet Genius NewSketch 1812HR, a další periférní zařízení). Pro specializované výpočty jsou k dispozici pracovní stanice SGI Octane, Indy, Indigo, Sun Ultra 5 a SPARCstation 5. Ve Výukovém výpočetním středisku jsou umístěny ústavní a fakultní síťové servery Sun Enterprise 450 a Novell NetWare. Všechny počítače v areálu Božetěchova 2, kde se ÚIVT nachází, jsou propojeny lokální počítačovou sítí. Páteřní síť areálu je tvořena optickými kabely a přepínači Gigabit Ethernet Extreme Networks Summit 48, pracujícími na úrovni třetí vrstvy síťových protokolů. Lokální síť je napojena na fakultní a metropolitní síť optickými kabely a technologií ATM 155 Mb/s. Ze všech počítačů mají zaměstnanci i studenti přístup do sítě Internet. Přístup k lokálním serverům je poskytován i vzdáleně, pomocí modemů na terminálovém serveru. Technické vybavení ÚIVT je na vysoké úrovni také díky sponzorům. Firma PC-DIR Group, s.r.o., Brno, věnovala pro podporu počítačové sítě servery HP 9000 (Model 800/G30) a IBM RS/6000 (Model 570), Hewlett-Packard, s.r.o., Praha, věnovala barevnou tiskárnu HP 2000C, IT-COM, s.r.o., Brno věnovala 2 tiskárny HP LaserJet 4050N, ORGREZ SC, a.s., věnovala server Pentium II, který slouží jako zaměstnanecký server Unix, a firma UNIS, s.r.o., Brno věnovala pro podporu výuky mikropočítačů 7 osobních počítačů Pentium s laboratorními panely DEVKIT-16 a mikroprocesory Fujitsu MB90F543 s programovatelným rozhraním. Každoročně se studenti oboru VTI zúčastňují studentské konference spojené se soutěží o nejlepší práce. Na konferenci STUDENT FEI 2000 vystoupil se svými pracemi 31 student z oboru VTI. Jednání konference STUDENT FEI 2000 byli také přítomni zástupci podnikatelských subjektů, kteří seznámili přítomné studenty s předměty jejich podnikání v oblasti výpočetní techniky a informatiky, v některých případech studentům nabídli pracovní příležitosti, a to i formou krátkodobých smluv v době jejich studia, a přispěli sponzorskými dary, které byly po vyhodnocení soutěže předány úspěšným studentům jako věcné ceny. Podnikatelské subjekty, které přispěly sponzorskými dary v r. 2000, jsou uvedeny v abecedním pořadí: AIS Software, s.r.o., Brno, Computer Press, s.r.o., Brno, Český Telecom, a.s., Praha, INTERNET OnLine, Český Telecom, a.s., Praha, Q.gir, s.r.o., Brno, Q.gir, s.r.o., Ostrava, SAP ČR, s.r.o., Brno, SGI, Český technologický park Brno, Sun Microsystems Czech, s.r.o., UNIS, s.r.o., Brno, VEMA počítače a projektování, spol. s r.o., Brno. Studentům oboru VTI jsou výpočetní prostředky přístupné i nad rámec výuky. Počítačové učebny výukového výpočetního střediska jsou přístupné mimo plánovanou výuku pro volné využití. Provoz je zajištěn v pracovních dnech od 7-20 do 21-30 hod., a o sobotách a nedělích v době od 8-00 do 16-00 hod. 5

3. Studijní programy a studijní plány na oboru Výpočetní technika a informatika 3.1. Magisterský studijní program Na oboru Výpočetní technika a informatika (VTI) je nosným studijním programem magisterský studijní program, jehož absolventi získávají titul "Ing." Studijní plán v magisterském studijním programu je organizován jako "dvoustupňové" studium: Na dvouletý 1. stupeň, který je zakončený soubornou zkouškou, pak navazuje tříletý 2. stupeň, jak je uvedeno na obr.1. 1.roč 2.roč 60 kr 60 kr SZ 1.roč 2.roč 60 kr 60 kr 3.roč 60 kr SZZ Ing. 1. stupeň 2. stupeň Obr. 1. Magisterský studijní plán na oboru Výpočetní technika a informatika. 3.1.1. Profil absolventa oboru Výpočetní technika a informatika Absolvent magisterského studijního programu oboru VTI se může v praxi uplatnit jako vývojový pracovník, projektant a konstruktér počítačových systémů a číslicových zařízení, jako systémový inženýr v oblasti tvorby konfigurací, instalací a údržby počítačů, číslicových systémů a počítačových sítí, jako specialista pro tvorbu a rozvoj systémů založených na počítačích, prostředků CAD a CAE, automatizace inženýrských prací a aplikací umělé inteligence, jako programátor specialista pro tvorbu, rozvoj a údržbu systémových programů, databázových systémů a informačních systémů, jako správce počítačových sítí a systémů založených na počítačích, jako kvalifikovaný poradce pro záležitosti výpočetní techniky a jako specialista pro vybrané oblasti biomedicínského inženýrství. Uplatnění najde také jako vysoce kvalifikovaný obchodník s výpočetní technikou i jako podnikatel. Dosažení vysoké kvalifikace v uvedených položkách je dáno skladbou povinných předmětů, které si absolventi oboru VTI v době studia doplňovali osobním výběrem volitelných a doporučených předmětů ze studijního plánu na oboru VTI. 3.1.2. Magisterský studijní plán První stupeň trvá nominálně 4 semestry. Zatímco elektrotechnické obory mají 1. stupeň společný, obor VTI má již od 2. semestru svůj oborový studijní plán. Na obor VTI, nebo na jiné obory, se studenti registrují koncem 1. semestru na 1. stupni. První stupeň je zakončen soubornou zkouškou (SZ), při které se na oboru VTI diskutují poznatky ze základů výpočetní techniky, informatiky a elektrotechniky (algoritmy, datové struktury, programování, logické systémy, a teorie obvodů, signálů a systémů). Pro studium je charakteristický kreditový způsob hodnocení, kvantifikující počet absolvovaných předmětů a v nich dosažené výsledky (prostřednictvím váženého studijního průměru). Druhý stupeň magisterského studijního programu je plánován nominálně na 6 semestrů. Studenti si podle vlastního zájmu doplňují povinné předměty kombinací volitelných a doporučených předmětů tak, aby splnili kreditovou povinnost v jednotlivých kategoriích předmětů. Přehledná tabulka povinných a volitelných předmětů na oboru VTI je uvedena v další části této publikace. Součástí magisterského studijního plánu je také vypracování diplomové práce, kterou student prokazuje tvůrčí inženýrské schopnosti při samostatném řešení zadaného problému. Studium je zakončeno obhajobou diplomové práce a státní závěrečnou zkouškou. 6

Sestavení magisterského studijního plánu na oboru VTI vycházelo z metodiky vypracované mezinárodními organizacemi IEEE a ACM v rámci doporučení "Computing Curricula 1991". Od ak.r. 2001/2002 budou předměty oboru VTI průběžně inovovány podle doporučení "Computing Curricula 2000". Výhody studijního programu slučitelného s modelem IEEE/ACM jsou zřejmé: Je to mj. možnost absolvovat část studia v zahraničí s přenosem kreditů. Do náplně předmětů magisterského studijního plánu je také promítnut návrh studijního a profesního zaměření na systémy založených na počítačích (ECBS - Engineering of Computer-Based Systems) pro úroveň "Master of Science ("MSc")", tj. náš "Ing.", vypracovaný pracovní skupinou IEEE Computer Society v roce 1996, který je průběžně inovovaný. Druhý stupeň magisterského studijního plánu je současně navazujícím magisterským studijním plánem pro absolventy vysokých škol, kteří se prokáží diplomem s titulem "Bc." (viz obr. 2). Zájemci o přijetí do navazujícího magisterského studijního programu se musí prokázat osvědčením o souborné zkoušce. Pokud zájemce nemá složenu soubornou zkoušku, pak jeho přijímací řízení je spojeno se složením souborné zkoušky před zkušební komisí oboru VTI. uchazeči s diplomem "Bc." SZ 1.roč 2.roč 60 kr 60 kr 3.roč 60 kr SZZ Ing. navazující magisterský studijní plán Obr.2. Navazující magisterský studijní plán na oboru VTI 3.1.3. Modelová studijní zaměření na oboru VTI Student si určuje sám podíl volitelných předmětů zaměřených na technickou a programovou problematiku pro budování svého odborného profilu. Studenti mají k dispozici studijního poradce, který je schopen volbu předmětů konzultovat (v současnosti Ing. Miloš Eysselt, CSc.). Pro usnadnění volby předmětů jsou připraveny skupiny předmětů pro modelová studijní zaměření, která jsou popsána v této kapitole. Na oboru VTI platí zásada, že si každý svůj odborný profil (zaměření) buduje sám podle svého zájmu. Studentům, kteří nemají svou vlastní představu o svém budoucím odborném profilu, Oborová rada VTI navrhuje, aby zvážili, zda jim vyhoví některá níže uvedená skupina předmětů. V současné době jsou na oboru VTI v magisterském studijním programu navrženy skupiny předmětů pro následující modelová nepovinná odborná zaměření: BMI - biomedicínské inženýrství ČZS - číslicové zpracování signálů IST - informační systémy a technologie PGM - počítačová grafika a multimédia PPS - projektování programových systémů PSA - počítačové systémy a architektury SZP - systémy založené na počítačích Skupiny předmětů pro jednotlivá modelová zaměření nejsou uzavřené a nejsou povinné, ale v souladu s nejmodernějšími trendy ve světě jsou některé předměty "rok od roku" vyřazovány, a jiné předměty přidávány. Výjimku tvoří skupina předmětů pro zaměření na biomedicínské inženýrství 7

(BMI) pro ty studenty, kteří se rozhodnou dosáhnout "atestu BMI" na základě "zvláštní doplňující státní zkoušky" na závěr studia. Pro tyto studenty jsou vybrané předměty povinné, což se řeší formou individuálního studijního plánu (bližší informace lze získat na Ústavu biomedicínského inženýrství, Purkyňova 118). Pro studium zaměřené na biomedicínské inženýrství (BMI) doporučujeme vybírat si například z těchto oborových volitelných a doporučených technických předmětů (podmínky "atestu BMI" si student dojedná na Ústavu biomedicínského inženýrství (ÚBMI) a ÚIVT formou individuálního studijního plánu): Moderní aplikace počítačů (APP), Aplikované mikropočítače (AMC), Biofyzika (BFE), Biologie člověka (BCI), Bionika (BNK), Jazyky C a C++ (CPP), Číslicové zpracování signálů (CZS), Expertní systémy a podpora medicínské diagnostiky (ESL), Aplikované evoluční algoritmy (EVA), Grafické a multimediální procesory (GMP), Informační systémy (INS), Klinická fyziologie (KFI), Marketing ve zdravotnictví (MLP), Medicínské informační systémy (MED), Modelování biologických systémů (MOB), Multimédia (MUM), Postrelační databáze (PRD), Periférní zařízení 1 (PZ1), Personální počítače, technická péče (PTP), Strojově orientované jazyky (SOJ), Styk člověk - stroj (SCS), Číslicové zpracování a analýza obrazů (ZAO), Číslicové zpracování a analýza signálů (ZAS), a Zdravotní péče (ZPI). Pro studium zaměřené na inženýrství číslicového zpracování signálů (ČZS) doporučujeme vybrat si například oborové volitelné předměty Aplikované mikropočítače (AMC), Číslicové zpracování signálů (CZS), Aplikované evoluční algoritmy (EVA), Grafické a multimediální procesory (GMP), Multimédia (MUM), Periférní zařízení 1 (PZ1), Periférní zařízení 2 (PZ2), Strojově orientované jazyky (SOJ), Číslicové zpracování a analýza obrazů (ZAO), Číslicové zpracování a analýza signálů (ZAS) a doporučený technický předmět Jazyky C a C++ (CPP), a další předměty z nabídky jiných ústavů. Pro studium zaměřené na inženýrství informačních systémů a technologií (IST) doporučujeme vybrat si například oborové volitelné předměty Architektura programových systémů (APS), Bezpečnost a kryptografie (BKR), Funkcionální a logické programování (FLP), Informační systémy (INS), Objektově orientované modelování a prototypování (OMP), Postrelační databáze (PRD), Počítačové sítě (PSI), Řízení projektů systémů založených na počítačích (RPS), Systémy odolné proti poruchám (SOP), Teoretická informatika 2 (TI2), a doporučený technický předmět Jazyky C a C++ (CPP). Pro studium zaměřené na inženýrství počítačové grafiky a multimédií (PGM) doporučujeme vybrat si například oborové volitelné předměty Moderní aplikace počítačů (APP), Aplikované mikropočítače (AMC), Číslicové zpracování signálů (CZS), Aplikované evoluční algoritmy (EVA), Grafické a multimediální procesory (GMP), Multimédia (MUM), Operační systémy 2 (OS2), Počítačová grafika (POG), Periférní zařízení 1 (PZ1), Periférní zařízení 2 (PZ2), Personální počítače, technická péče (PTP), Styk člověk - stroj (SCS), a doporučený technický předmět Jazyky C a C++ (CPP). Pro studium zaměřené na inženýrství projektování programových systémů (PPS) doporučujeme vybrat si například oborové volitelné předměty Moderní aplikace počítačů (APP), Architektura programových systémů (APS), Bezpečnost a kryptografie (BKR), Funkcionální a logické programování (FLP), Informační systémy (INS), Objektově orientované modelování a prototypování (OMP), Operační systémy 2 (OS2), Počítačové sítě (PSI), Praktické paralelní programování (PPP), Řízení projektů systémů založených na počítačích (RPS), Teoretická informatika 2 (TI2), a doporučený technický předmět Jazyky C a C++ (CPP). Pro studium zaměřené na inženýrství počítačových systémů a architektur (PSA) doporučujeme vybrat si například volitelné předměty Aplikované mikropočítače (AMC), Diagnostika a bezpečné systémy (DIA), Aplikované evoluční algoritmy (EVA), Komunikace v počítačových aplikacích (KPA), Moderní návrh číslicových systémů (NCS), Operační systémy 2 (OS2), Počítačové sítě (PSI), Praktické paralelní programování (PPP), Personální počítače, technická péče (PTP), Řízení projektů systémů založených na počítačích (RPS), Strojově orientované jazyky (SOJ), Systémy odolné proti poruchám (SOP) a Teoretická informatika 2 (TI2), a doporučený technický předmět Jazyky C a C++ (CPP). 8

Pro studium zaměřené na inženýrství systémů založených na počítačích (SZP) doporučujeme "povinně" složit zkoušky z volitelných předmětů Architektura programových systémů (APS), Diagnostika a bezpečné systémy (DIA), Komunikace v počítačových aplikacích (KPA) a Řízení projektů systémů založených na počítačích (RPS). Tuto "povinnou" skladbu předmětů si student doplňuje podle svého zájmu například oborovými volitelnými předměty Moderní aplikace počítačů (APP), Aplikované mikropočítače (AMC), Bezpečnost a kryptografie (BKR), Číslicové zpracování signálů (CZS), Aplikované evoluční algoritmy (EVA), Grafické a multimediální procesory (GMP), Multimédia (MUM), Moderní návrh číslicových systémů (NCS), Neuronové sítě (NEU), Operační systémy 2 (OS2), Praktické paralelní programování (PPP), Periférní zařízení 1 (PZ1), Periférní zařízení 2 (PZ2), Personální počítače, technická péče (PTP), Strojově orientované jazyky (SOJ), Styk člověk - stroj (SCS), Systémy odolné proti poruchám (SOP), Teoretická informatika 2 (TI2), a doporučeným technickým předmětem Jazyky C a C++ (CPP), a pak dalšími volitelnými a doporučenými technickými předměty, které podporují aplikace technických a programových prostředků. 3.1.4. Studijní plán na 1. stupni Poznámky pro další kapitoly: Poznámka 1: V další části textu jsou uvedeny tabulky s nabídkou předmětů pro obor VTI, a to jak v magisterském, tak i v bakalářském studijním programu (kapitola 3.2). Jsou uvedeny všechny předměty, nabízené ÚIVT, a některé další, které obor VTI podporují. Podrobnější údaje o předmětech jsou uváděny u předmětů, které zajišťuje ÚIVT. Ty jsou v tabulkách zvýrazněny. Význam sloupců tabulek je následující: Zkr - zkratka - třípísmenný (z celoškolské databáze VUT v Brně) kód předmětu, Typ - typ předmětu: P - povinný, V - volitelný, DT - doporučený technický, DV - doporučený všeobecně vzdělávací Kr - počet kreditů za předmět Název předmětu - plný (nebo zkrácený) název předmětu, Roz - rozsah předmětu ve tvaru "hodiny" přednášek - "hodiny" praktických zaměstnání za týden, Uk - způsob ukončení předmětu: Za - zápočet, Zk - zkouška, Kl - klasifikovaný zápočet, Úst - ústav zajišťující daný předmět, Garant - garant předmětu, zpravidla přednášející, Zátěž - zátěž studenta v hodinách za semestr: P - přednášky, N - numerická cvičení, L - laboratoř, C cvičení u počítačů, J - projekty a jiné. Poznámka 2) Popisy předmětů zajišťovaných ÚIVT, a některých dalších předmětů, které studium na oboru VTI podporují, a předmětů, které jsou v nabídce ÚIVT a v akademickém roce 2001/2002 se nebudou nabízet, jsou uvedeny v kapitole 3.1.6. 9

1. semestr (zimní) (poznámka: společné studium všech oborů, skupiny 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F) Zkr Typ Kr Název předmětu Roz Uk Úst Garant FY1 P 5 Fyzika 1 2-3 Zk FYZ LAG P 4 Lineární algebra a geometrie 2-2 Za MAT MA1 P 8 Matematika 1 3-4 Zk MAT Zátěž P-N-L-C-J PP1 P 4 Programování a užití počítačů 1 2-2 Kl IVT Honzík 26-0-0-26-0 TDE P 5 Technická dokumentace a CAD 2-3 Zk ETE TVS P 0 Tělesná výchova 0-2 Za CESA ZEL P 3 Základy elektrotechniky 2-2 Kl VEE 2. semestr (letní) oboru VTI (skupiny 1E, 1F) Zkr Typ Kr Název předmětu Roz Uk Úst Garant Zátěž P-N-L-C-J APR P 5 Algoritmy a programování 3-2 Zk IVT Kreslíková 39-0-0-26-0 AGR P 4 Algebry a grafy 2-2 Zk MAT FI2 P 5 Fyzika 2 2-3 Zk FYZ M2I P 8 Matematika 2 3-4 Zk MAT TOI P 8 Teorie obvodů 3-4 ZaZk TEE TVS P 0 Tělesná výchova 0-2 Za CESA PRO V 2 Programovací seminář 0-2 Kl IVT Kreslíková 0-0-0-0-26 3. semestr (zimní) oboru VTI (skupiny 2E, 2F) Zkr Typ Kr Název předmětu Roz Uk Úst Garant Zátěž P-N-L-C-J ADS P 7 Algoritmy a dat. struktury 1) 3-3 Zk IVT Honzík 39-0-0-0-39 ESY P 7 Elektronické součástky 3-3 ZaZk MEL FI3 P 4 Fyzika 3 2-2 Zk FYZ LOS P 5 Logické systémy 1) 3-2 Zk IVT Eysselt 39-16-6-0-4 OS1 P 5 Operační systémy 1 1) 3-2 Zk IVT Peringer 39-0-0-26-0 PPS P 5 Projektování prog. systémů. 1) 3-2 Zk IVT Zendulka 39-0-0-12-14 VPM P 7 Vybrané partie z matematiky 3-3 Zk Mat 4. semestr (letní) oboru VTI (skupiny 2E, 2F) Zkr Typ Kr Název předmětu Roz Uk Úst Garant Zátěž P-N-L-C-J ADS P 7 Algoritmy a dat. struktury 1) 3-3 Zk IVT Honzík 39-0-0-39-0 NMP P 7 Numerická matematika 3-3 Zk MAT LOS P 5 Logické systémy 1) 3-2 Zk IVT Eysselt 39-16-6-0-4 OS1 P 5 Operační systémy 1 1) 3-2 Zk IVT Peringer 39-0-0-26-0 PPS P 5 Projektování prog. systémů 1) 3-2 Zk IVT Zendulka 39-0-0-12-14 SXC P 7 Systémy, procesy, signály 3-3 Zk BMI 10

Doporučený technický předmět 2. stupně, který lze studovat v předstihu již na 1. stupni Zkr Typ Kr Název předmětu Roz Uk Úst Garant Zátěž P-N-L-C-J CPP DT 6 Jazyky C a C++ 1) 3-2 Zk IVT Peringer 39-0-0-0-26 3.1.5. Studijní plán na 2. stupni magisterského studijního programu VTI 1. semestr (zimní) Zkr Typ Kr Název předmětu Roz Uk Úst Garant Zátěž P-N-L-C-J CIO P 6 Číslicové a impulsové obvody 2-3 Zk IVT Schwarz 28-14-0-12-13 DSI P 6 Databázové systémy 3-2 Zk IVT Zendulka 39-0-0-6-20 TI1 P 6 Teoretická informatika 1 3-2 Zk IVT Češka 39-10-0-2-14 ZPG P 6 Základy počítačové grafiky 3-2 Zk IVT Zemčík 39-0-0-26-0 SOJ V 6 Strojově orientované jazyky 3-2 Zk IVT Zbořil 39-6-0-6-14 ZAS V 7 Číslicové zpracování analog. sign. 3-3 Zk BMI Jan 39-0-0-0-39 BFE DT 5 Biofyzika 4) 3-1 Zk BMI Šimurda 39-0-0-13-0 CPP DT 6 Jazyky C a C++ 1) 3-2 Zk IVT Peringer 39-0-0-0-26 2. semestr (letní) Zkr Typ Kr Název předmětu Roz Uk Úst Garant Zátěž P-N-L-C-J PRJ P 6 Programovací jazyky 3-2 ZaZk IVT Hruška 39-12-0-0-14 VPO P 6 Výstavba počítačů 3-2 ZaZk IVT Drábek 39-14-6-0-6 ZAP P 6 Základy překladačů 3-2 Zk IVT Meduna 39-12-0-0-14 APP V 6 Moderní aplikace počítačů 3-2 Zk IVT Kunovský 39-0-0-26-0 APS V 6 Architektura progr. syst. 3-2 Zk IVT Honzík 39-0-0-0-26 POG V 7 Počítačová grafika 3-3 Zk IVT Zemčík 39-0-0-18-21 PZ1 V 6 Periferní zařízení 1 3-2 Zk IVT Kotásek 39-0-12-0-14 ZAO V 7 Číslic. zprac. a anal. obrazů 3-3 Zk BMI Jan 39-0-0-0-39 BCI DT 5 Biologie člověka 4) 3-1 Zk BMI Honzíková 39-0-0-13-0 CPP DT 6 Jazyky C a C++ 1) 3-2 Zk IVT Peringer 39-0-0-0-26??? DT 5 "Matematický předmět" 2) 4 Zk MAT 11

3. semestr (zimní) Zkr Typ K Název předmětu Roz Uk Úst Garant Zátěž P-N-L-C-J MSI P 6 Modelování a simulace systémů 3-2 Zk IVT Rábová 39-0-0-10-16 PI1 P 0 Ročníkový projekt 1 0-2 Za IVT Rábová 0-8-0-0-18 VSL P 6 Vyčíslitelnost a složitost 3-2 Zk IVT Janoušek 39-12-0-0-14 FLP V 6 Funkcionální a logické progr. 3-2 Zk IVT Kolář 39-0-0-12-14 GUR V 5 Grafická uživatelská rozhraní 3) 2-2 Zk IVT Lampa 26-0-0-12-14 PZ2 V 6 Periferní zařízení 2 3-2 Zk IVT Kotásek 39-0-0-12-14 SCS V 6 Styk člověk - stroj 2-3 Zk IVT Zemčík 26-0-0-18-21 VPR V 6 Výstavba překladačů 3) 3-2 Zk IVT Hruška 39-12-0-0-14 BNK DT 6 Bionika 4) 3-2 Zk BMI Holčík 39-0-0-26-0 KFI DT 5 Klinická fyziologie 4) 2-2 Zk BMI Chaloupka 26-0-26-0-0 MED DT 6 Medicínské informační systémy 4) 3-2 Zk BMI Dvořák 39-0-0-26-0 4. semestr (letní) Zkr Typ Kr Název předmětu Roz Uk Úst Garant Zátěž P-N-L-C-J PDT P 6 Přenos dat 3-2 Zk IVT Švéda 39-8-0-10-8 PI2 P 4 Ročníkový projekt 2 0-2 Kl IVT Rábová 0-6-0-0-20 UIN P 6 Umělá inteligence 3-2 Zk IVT Zbořil 39-6-0-6-14 AMC V 6 Aplikované mikropočítače 2-3 Zk IVT Schwarz 26-0-0-26-13 BKR V 6 Bezpečnost a kryptografie 3-2 Zk IVT Hanáček 39-0-0-0-26 CZS V 6 Číslicové zpracování signálů 3-2 Zk IVT Fučík 39-0-0-10-16 ESL V 6 Expertní systémy 3-2 Zk BMI Provazník 39-0-0-26-0 EVA V 6 Aplikované evoluční algoritmy 3-2 Zk IVT Schwarz 39-0-0-8-18 MUM V 6 Multimédia 2-3 Zk IVT Zemčík 26-0-0-18-21 NCS V 6 Moderní návrh číslicových syst. 3-2 Zk IVT Fučík 39-0-0-10-16 OMP V 6 Objektov. or. progr. a prototyp. 2-3 Zk IVT Janoušek 26-0-0-20-19 OS2 V 6 Operační systémy 2 3-2 Zk IVT Lampa 39-0-0-12-14 PPP V 6 Praktické paralelní program. 3-2 Zk IVT Dvořák 39-0-0-26-0 ZPI DT 5 Zdravotní péče 4) 2-2 Zk BMI Vomela 26-0-0-26-0 12

5. semestr (zimní) Zkr Typ Kr Název předmětu Roz Uk Úst Garant Zátěž P-N-L-C-J ARP P 6 Architektury počítačů 3-2 ZaZk IVT Dvořák 39-18-0-8-0 PDA P 6 Paralelní a distrib. algoritmy 3-2 ZaZk IVT Hanáček 39-0-0-0-26 PI3 P 3 Semestrální projekt 0-3 Kl IVT Rábová 0-8-0-0-31 DIA V 6 Diagnostika a bezpečné syst. 3-2 Zk IVT Drábek 39-0-0-12-14 GMP V 6 Grafické procesory 3-2 ZaZk IVT Drábek 39-0-0-12-14 INS V 6 Informační systémy 3-2 ZaZk IVT Hruška 39-0-0-12-14 KPA V 6 Komunikace v poč. aplikacích 3-2 Zk IVT Švéda 39-0-0-12-14 NEU V 6 Neuronové sítě 3-2 Zk IVT Zbořil 39-0-0-0-26 PSI V 6 Počítačové sítě 3-2 Zk IVT Švéda 39-0-0-12-14 RPS V 6 Řízení projektů SZP 3-2 Zk IVT Kreslíková 39-0-0-0-26 MOB DT 6 Modelování biologických syst. 4) 3-2 Zk BMI Holčík 39-0-0-26-0 6. semestr (letní) Zkr Typ Kr Název předmětu Roz Uk Úst Garant Zátěž P-N-L-C-J DPI P 10 Diplomový projekt 0-10 Za IVT Rábová 0-0-0-0-130 MSJ V 6 Moderní simulační jazyky 3) 2-3 Zk IVT Rábová 39-0-0-0-26 PRD V 6 Postrelační databáze 2-3 Zk IVT Kolář 26-0-0-26-13 PTP V 6 Personál. počítače, tech. péče 2-3 Zk IVT Kotásek 26-0-0-39-0 SOP V 6 Systémy odolné proti poruch. 3-2 ZaZk IVT Drábek 39-0-0-12-14 TI2 V 6 Teoretická informatika 2 3-2 Zk IVT Češka 39-0-0-12-14 J?? DV 8 "Cizí jazyk" 2) JAZ Poznámky: 1) Předmět je vypisován v letním i zimním semestru. Takový předmět si lze zapsat v akademickém roce jen jedenkrát. 2) "Matematický (DT-) předmět" a "Cizí jazyk (DV-předmět)" lze studovat a uzavřít kdykoli. 3) Předmět nebude v akademickém roce 2001/2002 nabízen. 4) Předmět podporující studijní zaměření na biomedicínské inženýrství. 13

3.1.6. Popisy předmětů 3.1.6.1. Předměty 1. stupně na oboru VTI zajišťované pedagogy z ÚIVT Povinné předměty: ADS - Algoritmy a datové struktury Tvorba dokázaných algoritmů (Dijkstra). Dynamické přidělování paměti. Dynamické datové soubory (ADT), ADT a jejich dynamická implementace. Vyhledávání: přehled algoritmů, jejich analýza a hodnocení. Řazení s náhodným přístupem, sekvenční řazení: přehled algoritmů, jejich analýza a hodnocení. Textové algoritmy, vyhledávání v textových řetězcích. Grafové algoritmy. Implementace pokročilých ATD. Dynamické programování. APR - Algoritmy a programování Algoritmy a datové struktury (úvod). Řídicí a datové struktury programovacích jazyků. Složitost a vyčíslitelnost algoritmů. Dokazování algoritmů a verifikace programů. Klasifikace algoritmů (ilustrační příklady). Syntaktická a sémantická specifikace abstraktních datových typů (ADT). Základy ADT a jejich statická implementace. Základní typy algoritmů pro řazení, vyhledávání, numerické výpočty aj. Základy "softwarového" inženýrství, ladění programů a dokumentace. LOS - Logické systémy Logický systém, logická funkce, logický člen, logický obvod. Reprezentace logických funkcí. Minimalizace výrazů pro třístupňové logické sítě s jedním a více výstupy. Užití integrovaných obvodů SSI a MSI. Paměťové prvky: klopné obvody, registry, čítače. Syntéza synchronizovaných sekvenčních sítí. Operační část číslicových systémů, aritmetické obvody. Řídicí část číslicových systémů, řadiče s pevnou logikou a mikroprogramované řadiče. Asynchronní sekvenční logické sítě. OS1 - Operační systémy 1 Pojem operačního systému jako součásti programového vybavení. Architektura operačního systému, jednouživatelské a mnohouživatelské operační systémy, operační systémy pro práci jednoho nebo souběhu více procesů ("multitasking"). Jádro operačního systému, volání služeb jádra. Rozhraní uživatele, volání služeb na rozhraní uživatele, příkazový jazyk, textové a grafické rozhraní. Přepínání kontextu, zásady implementace jádra ovladačů. Systém ovládání souborů. Koncepce síťových propojení. Bezpečnost. PP1 - Programování a užití počítačů 1 Základní oblasti aplikací výpočetní techniky. Úvod do operačních systémů (MS-DOS, UNIX, MS-WINDOWS), počítačové sítě, databázové systémy, tabulkové kalkulátory, textové editory, nadstavby příkazových procesorů. Základy technického vybavení počítačů, V/V zařízení, IBM-PC. Praktická cvičení a příklady. PPS - Projektování programových systémů Pojem "softwarové" inženýrství. Životní cyklus programového díla a paradigmata "softwarového" inženýrství. Úvod do inženýrství systémů založených na počítačích. Úvod do řízení projektů. Specifikace požadavků na systém. Základní pojmy objektové orientace. Nástroje a modelovací techniky objektově orientované analýzy, jazyk UML. Metodiky objektově orientované analýzy. Nástroje a modelovací techniky strukturované analýzy. Metodiky strukturované analýzy. Návrh programového vybavení. Metody zajištění kvality programů. Údržba programů. 14

Volitelný předmět na oboru VTI, který zajišťuje ÚIVT: PRO - Programovací seminář Předmět je zaměřen na upevnění znalostí praktického programování v jazyce Pascal. Výuka probíhá formou řešení individuálních projektů podporovaných konzultacemi. Projekty jsou zadávány z oblastí základních programových konstrukcí a nejběžnějších algoritmů realizovaných v jazyce Pascal: výpočty, maticový počet, operace se seznamy, řazení a ostatní obecně používané algoritmy. 3.1.6.2. Povinné předměty na 2. stupni oboru VTI ARP - Architektury počítačů Funkčně a datově paralelní architektury, výkonnost, škálovatelnost. Řetězené zpracování, procesory superskalární, VLIW a multikontextové. Multiprocesory s centrální a distribuovanou sdílenou pamětí, koherence pamětí "cache". Synchronizace událostí. Propojovací sítě. Architektury se zasíláním zpráv. Vektorové procesory a instrukce, architektury SIMD. Specifické architektury pro vybrané aplikace. CIO - Číslicové a impulsové obvody Impulsový signál. Lineární obvody typu RC, RCL. Polovodičové prvky ve funkci spínačů. Omezovací a spínací obvody. Invertory s tranzistory. Číslicové integrované obvody. Základní typy obvodů: hradla, klopné obvody. Generování a tvarování impulsů. Prvky a obvody polovodičových pamětí. Obvodové principy programovatelných pamětí. Číslicová, analogová a optoelektronická rozhraní. Obvody klávesnic a zobrazovacích systémů. Přenos signálů po spojích. Impulsní napájecí zdroje. DPI - Diplomový projekt Studenti pod vedením svých odborných vedoucích realizují projekty (programové, technické, smíšené), a samostatně zpracovávají úplnou technickou dokumentaci (technickou zprávu diplomové práce ) s využitím technického a programového vybavení ústavu. DSI - Databázové systémy a návrh databází Architektury databázových systémů. Datové modelování. Transformace ER modelu na tabulky relační databáze. Jazyky SQL, QBE. Tvorba aplikací v prostředí Oracle a Centura Team Developer. Relační model dat. Normalizace schématu databáze. Organizace dat na interní úrovni. Bezpečnost a integrita dat v databázi. Optimalizace dotazů. Transakční zpracování. Aplikace s dvouúrovňovou a tříúrovňovou architekturou. Úvod do distribuovaných databázových systémů. Trendy ve vývoji databázové technologie. MSI - Modelování a simulace systémů Analýza systémů, konceptuální modely, analytické a simulační řešení. Typy simulačních modelů, metody vytváření simulačních modelů, temporální aspekty návrhu modelu. Stochastické systémy a systémy hromadné obsluhy, metoda Monte Carlo. Objektově orientovaná simulace. Modely spojitých, diskrétních a kombinovaných systémů, spolehlivostní modely. Petriho sítě a konečné automaty v simulaci. Simulace číslicových systémů. Znalostně orientovaná simulace. Verifikace simulačních modelů. PDA - Paralelní a distribuované algoritmy Vlastnosti paralelních a distribuovaných architektur, abstraktní modely paralelismu, distribuované a paralelní algoritmy a jejich složitost, komunikace v paralelních a distribuovaných systémech. Algoritmy řazení, vyhledávání, maticové a vektorové algoritmy, algoritmy nad seznamy a stromy. Řešení typických problémů paralelismu. Směrovací algoritmy. 15

PDT - Přenos dat a počítačové sítě Základy aplikované teorie informace. Referenční model ISO/OSI. Telekomunikační systémy. Internet. Sítě ATM. Vícenásobný přístup. Bezpečnostní kódy, správa chyb. Přepínání a řízení toku dat. Případové studie. PI1 - Ročníkový projekt 1 Náplň společných cvičení: Práce s odbornou literaturou, citace, seznam literatury, osnova projektu, uspořádání kapitol a podkapitol. Studenti pod vedením svých odborných vedoucích realizují projekty (programové, technické, smíšené) s využitím technického a programového vybavení ústavu. Poznámka: Získání zápočtu v termínu je povinnou prerekvizitou pro Ročníkový projekt 2. PI2 - Ročníkový projekt 2 Náplň společných cvičení: Zásady psaní odborného textu a vytváření programové dokumentace. Studenti pokračují v řešení individuálně zadaných projektů pod vedením odborných vedoucích. Předmět je zakončen obhajobou písemné technické zprávy a realizačních výstupů před komisí složené z pedagogů ÚIVT. PI3 - Semestrální projekt Náplň společných cvičení: Typografický vzhled odborného textu. Zpracování textu, DTP systémy. Techniky veřejné prezentace díla. Studenti řeší individuální zadání projektů z různých oblastí výpočetní techniky a informatiky pod vedením odborných vedoucích v laboratořích ústavu, a zpracovávají textovou dokumentaci. Předmět je zakončen obhajobou technické zprávy před komisí složenou z pedagogů ÚIVT. PRJ - Programovací jazyky Způsoby definice syntaxe a sémantiky, notace zápisu programovacích jazyků, vyhodnocování, rekurzivní funkce, rozsahy platnosti jmen, typová kontrola, datové typy jednoduché a strukturované, ekvivalence typů a polymorfismus, denotační sémantika, axiomatická sémantika, volání podprogramů a způsoby předávání parametrů, mechanismy abstrakce, objektově orientované programování, funkcionální a logické programování. TI1 - Teoretická informatika 1 Formální jazyky. Gramatika. Chomského hierarchie formálních jazyků. Konečný automat, ekvivalence nedeterministických a deterministických automatů, vztah regulárních jazyků a jazyků přijímaných konečným automatem. Regulární množiny a výrazy, vlastnosti regulárních jazyků. Bezkontextové jazyky, problém syntaktické analýzy bezkontextových jazyků. Transformace bezkontextových gramatik. Zásobníkové automaty. Deterministické bezkontextové jazyky a jejich vlastnosti. Základy teorie Petriho sítí. UIN - Umělá inteligence Úvod do UIN. Řešení úloh prohledáváním stavového prostoru a rozkladem úloh na podúlohy, metody hraní her. Reprezentace znalostí: logická, síťová, strukturovaná a procedurální schémata. Jazyky LISP a PROLOG. Strojové učení, genetický algoritmus. Plánování, systémy GPS a STRIPS, produkční systémy, princip tabule. Příznakové a strukturální rozpoznávání. Počítačové vidění, zpracování snímků, analýza scén. Rozpoznávání zvukových signálů, zpracování přirozeného jazyka. Expertní systémy, princip práce s neurčitostí. Nové směry v UIN. VPO - Výstavba počítačů Koncepce počítačů von Neumannova typu. Měření výkonnosti. Typy informace, její zobrazení a kódování. Instrukce, jejich formáty a kódování, způsoby adresování, architektura ISA. Aritmetické a logické operace. Algoritmy a funkční jednotky. Řadič: základní funkce, obvodová a mikroprogramovatelná realizace. Paměti: typy, organizace, řízení. Hierarchie pamětí, virtuální paměť. Periférní jednotky a jejich řízení, číslicová rozhraní. 16

VSL - Vyčíslitelnost a složitost Základní vlastnosti Turingových strojů, modulární stavba. TS jako akceptory jazyků, vícepáskové a universální TS. Problém zastavení, Postův korespondenční problém. Vyčíslitelnost, primitivní rekurzívní funkce, parciální rekurzívní funkce. Základní problém rozhodnutelnosti. Algoritmická složitost, složitost problému, polynomická redukce. Modely RAM a RASP, vztah Turingův stroj a RAM. Hierarchie tříd složitosti. ZAP - Základy překladačů Překladače a jejich rozhraní. Lexikální analýza. Syntaktická analýza LL(1) a LR(1) jazyků. Syntaxí řízený překlad. Tabulka symbolů. Struktura programu v době běhu. Generování intermediálního kódu. Optimalizace: graf toku řízení, základní typy strojově nezávislých optimalizací, globální analýza toku údajů. Generování cílového kódu: požadavky na generátor, generování kódu pro aritmetické výrazy, přiřazování registrů. Poznámka: Předpokládá se znalost jazyků C a C++. ZPG - Základy počítačové grafiky Základní principy zobrazování. Barevné modely a kódování barev. Aproximace grafických elementů v rastru. Ořezávání a vyplňování uzavřených oblastí. Transformace a ořezávání objektů v rovině a prostoru. Křivky a plochy. Reprezentace objektů ve 3D. Promítání. Osvětlovací modely, stínování a výpočty vržených stínů. Metoda sledování paprsku. Radiační metoda řešení osvětlení scén. Antialiasing. Fraktální geometrie. Základy počítačové animace. Poznámka: Předpokládá se znalost jazyků C a C++. 3.1.6.3. Volitelné předměty na 2. stupni oboru VTI AMC - Aplikované mikropočítače Přehled 8/16/32 bitových mikroprocesorů a mikropočítačů. Detailnější popis struktury a funkce mikropočítačů Motorola. Paměťový a V/V podsystém, A/D převodník, časovací obvody a obvod reálného času. Odladění aplikačních programů pro mikropočítače M68HC11 v integrovaném vývojovém prostředí. Universální mikropočítač UCB/PC pro vestavěné aplikace, karty PCMCIA, fuzzy logika a fuzzy vývojové systémy. APP - Moderní aplikace počítačů Originální extrémně přesná numerická řešení nelineárních diferenciálních a algebraických rovnic, vědecko technické výpočty, neuronové sítě. Řady: Taylorova, Fourierova. Paralelní algoritmy a architektury. FPGA Xilinx (Foundation Express). Jazyk TKSL pro modelování dynamických soustav, implementace: PC Pentium, SUN, transputery. Paralelní programování s využitím MPI, grafické rozhraní v Javě, prezentace na Internetu. Efekt víceslovní aritmetiky v C++. Standardy: Matlab, Simulink, Easy 5x. APS - Architektura programových systémů Základy analýzy, návrhu a tvorby objektově orientovaných (OO) systémů. Základní principy: modul jako prostředek konstrukce složitého systému a způsob implementace abstraktních typů dat (ATD). Programovací jazyk Modula-2: nové rysy a vlastnosti odlišné od Pascalu. Struktura modulu, průhledná a ukrytá implementace ATD, statická a dynamická implementace ATD. Implementace typických datových struktur. Proces jako abstrakce. Principy OO programování v Turbo Pascalu. Programovací jazyk OBERON. 17

BKR - Bezpečnost a kryptografie Úvod, základní pojmy, hrozby, slabá místa, bezpečnostní opatření, bezpečnostní politika. Kritéria hodnocení bezpečnosti informačních systémů, funkce prosazující bezpečnost. Bezpečnost přenosu dat, bezpečnost operačních systémů a databází. Úvod do kryptografie, základní kryptografické algoritmy, kryptografie tajným klíčem. Kryptografie veřejným klíčem. Příklady aplikace kryptografie. CZS Číslicové zpracování signálů Základní techniky číslicového zpracování signálu a jejich implementace na signálových procesorech: digitální filtry FIR, IIR, transformace Z, DFT, FFT, algoritmus LMS, regulátory. Architektury signálových procesorů. Programové prostředky. Příklady aplikací. Předpokládá se znalost jazyků C a C++. DIA - Diagnostika a bezpečné systémy Poruchové modely obvodů TTL, CMOS, PLA, zkratů. Metody generování testů. Funkční testy. Testování sekvenčních obvodů. Generování testů na úrovni HDL. Náhodné a pseudonáhodné generování testů. Lokalizační posloupnosti. Slovníky poruch. Komprese diagnostických dat. Návrh pro snadné testování. Vestavěná diagnostika. Testování pamětí. Testování procesorů, kabeláže. Zabezpečení proti poruchám. Principy odolnosti proti poruchám. Přístrojové vybavení pro diagnostiku. ESL - Expertní systémy a podpora medicínské diagnostiky Určení expertních systémů (ES), zhodnocení, aplikace. Usuzování za podmínek neurčitosti. Pravděpodobnosti v odhadech, inferenční sítě, propagace pravděpodobností. Nepřesné usuzování, neurčitost, pravidla. Faktory určitosti, Dempsterova - Shaferova teorie, aproximační fuzzy usuzování. Strategie rozhodování, akvizice medicínských dat, generování hypotéz, interpretace dat, vyhodnocování hypotéz. Návrh ES, jazyk CLISP. Porovnávání a manipulace faktů, efektivnost jazyků s pravidly, příklady návrhu ES. Poznámka: Doporučeno zájemcům o zaměření BMI. EVA - Aplikované evoluční algoritmy Teoretické základy evolučního programování. Evoluční algoritmy: genetické algoritmy, evoluční strategie, evoluční programování, genetické programování a klasifikátory. Techniky rychlého prototypování. Pokročilé evoluční algoritmy (EDA) využívající Bayesův teorém. Kooperace evolučních algoritmů a fuzzy logiky. Evoluční algoritmy v inženýrských aplikacích zejména v umělé inteligenci, znalostních systémech, návrhu VLSI obvodů a rozvrhování činnosti multiprocesorových systémů. FLP - Funkcionální a logické programování Praktické aplikace lambda kalkulu a predikátové logiky v prostředí funkcionálních a logických programovacích jazyků. Abstraktní a objektové datové typy, použití rekurze a indukce, práce se seznamy a nekonečnými datovými strukturami. Základy programování v jazycích Haskell, Prolog a Goedel: principy jejich implementace. GMP - Grafické a multimediální procesory Principy 2D a 3D grafiky, barevné modely a výpočetní náročnost. Akcelerátory a grafické procesory, vývoj instrukčních souborů, řetězení grafických operací, paralelizace zpracování. Vyspělé architektury rastrové grafiky, obrazový a objektový paralelismus. Kódování a komprese video a audio informace, kvantování, predikční kódování, kompensace pohybu. Transformační kódování, kosinová a waveletová transformace, Huffmanovo kódování. JPEG, H.261, MPEG-1/2/4. Multimediální procesory, rozšířené instrukční soubory MMX a SIMD. Speciální mutimediální architektury, Mpact, CyberPro, VLIW, Talisman, TI C82. Videotechnika. 18